于橋水庫富營養(yǎng)化問題數(shù)值模擬研究.pdf

1、湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題日益凸顯,越來越受到人們的關注。與河道不同,湖泊(水庫)蓄水量較大,水體內(nèi)部流速緩慢,水流交換周期長,會形成一套相對封閉的生態(tài)系統(tǒng);當氣象、水質等因素發(fā)生改變時,生態(tài)系統(tǒng)更容易受到影響,從而發(fā)生水華。于橋水庫作為天津市供水水源地、引灤入津工程中最主要的調蓄水庫,其供水安全直接關系到天津市的穩(wěn)定,因此,建立一套適用于橋水庫的水華預警系統(tǒng)具有重要意義。
　　以于橋水庫為例,首先應用綜合評價法,確定其富營養(yǎng)化程度

2、為中富營養(yǎng)化,水華風險較大,需要建立數(shù)學模型來預測其藻類生長變化趨勢。模型的建立和應用包括三個步驟:
　　(1)通過對氣象、水質因子與藻類生長的相關性研究,建立了藻類生長與水質、氣象因子的數(shù)學關系式和氮元素—CHLa一元非線性相關方程,并給出了描述藻類增殖-死亡過程的質量平衡方程。
　　(2)將質量平衡方程與二維水動力方程和對流—擴散方程耦合,建立了富營養(yǎng)化二維生態(tài)動力學模型,并對模型進行了率定和驗證,驗證結果與實測數(shù)據(jù)吻合

3、較好,說明該模型可正確描述溫度、營養(yǎng)鹽及水動力影響下的藻類生長與遷移過程。
　　(3)應用該模型對于橋水庫在不利工況下藻類生長變化情況進行了數(shù)值模擬,并根據(jù)模擬結果給出相應處置方案,為水華預警和管理提供了參考。
　　主要創(chuàng)新點:嘗試建立于橋水庫營養(yǎng)鹽相關模型,研究庫區(qū)藻類年際變化趨勢;探索水溫對于橋水庫藻類生長的作用,在現(xiàn)有研究的基礎上,結合數(shù)值模擬方法,提出了適用于橋水庫的溫度影響系數(shù)表達式,提高了藻類生長模型的預測精度;